في معظم دول العالم ، أصبحت كاميرات الفيديو شائعة منذ فترة طويلة. يأخذهم الناس إلى المسرحيات المدرسية ، والأحداث الرياضية ، ولم شمل الأسرة ، وحتى الولادات. في مكان يحظى بشعبية لدى السياح ، يمكن رؤيتهم في كل مكان. اكتسبت كاميرات الفيديو موطئ قدم قوي في الولايات المتحدة واليابان والعديد من البلدان الأخرى لأنها تمثل تقنية مطلوبة للغاية.
لكن كيف يمكن لمثل هذا الجهاز الصغير أن يفعل الكثير؟ يتفاجأ أولئك الذين ولدوا قبل الثمانينيات من أن النماذج عالية الجودة متاحة الآن بسهولة وأنها سهلة الاستخدام. توضح هذه المقالة مبدأ التشغيل وجهاز كاميرا الفيديو.
البناء الأساسي
تتكون كاميرا الفيديو التناظرية التقليدية من جزأين رئيسيين:
- قسم بما في ذلك CCD ، العدسة والتكبير ، والتركيز ومحركات التحكم في قزحية العين ؛
- a مصغر VCR.
كيف تعمل كاميرا الفيديوهو أنه يستقبل معلومات بصرية ويحولها إلى إشارة إلكترونية. يشبه VCR المسجل العادي المتصل بالتلفزيون: فهو يستقبل إشارة ويسجلها على كاسيت.
يستقبل المكون الثالث ، عدسة الكاميرا ، صورة الفيديو أيضًا ، بحيث يمكن للمستخدم رؤية ما يتم تصويره. هذه شاشة عرض صغيرة بالأبيض والأسود أو ملونة ، ولكن العديد من الطرز الحديثة مجهزة بشاشات LCD ملونة كاملة. هناك العديد من تنسيقات كاميرات الفيديو التناظرية مع العديد من الميزات الإضافية ، لكن التصميم الموصوف هو التصميم الرئيسي. يختلفون في نوع الكاسيت الذي يستخدمونه.
يشبه الجهاز ومبدأ تشغيل كاميرات الفيديو الرقمية الكاميرات التناظرية ، لكن لديهم عنصرًا إضافيًا يحول المعلومات إلى بايت بيانات. بدلاً من تسجيل إشارة الفيديو كتسلسل مستمر من النبضات المغناطيسية ، يتم تخزينها كأصفار وأخرى. تحظى كاميرات الفيديو الرقمية بشعبية لأنها تسهل نسخ مقاطع الفيديو دون فقد أي معلومات. التسجيل التناظري "يختفي" مع كل نسخة - لا يتم إعادة إنتاج الإشارة الأصلية بدقة. يمكن تنزيل معلومات الفيديو في شكل رقمي على جهاز كمبيوتر ، حيث يمكن تحريرها ونسخها وإرسالها بالبريد الإلكتروني وما إلى ذلك.
مستشعر الصورة
مثل الكاميرا ، كاميرا الفيديو "ترى" العالم من خلال العدسة. البصريات ضرورية لتركيز الضوء من المسرح على الفيلم المعالج بالمواد الكيميائية الحساسة للضوء. وهكذا ، تلتقط الكاميرا ما هو موجودأمامه. إنها تجمع المزيد من الضوء من الأجزاء الساطعة من المشهد وأقل من الأجزاء المظلمة. تعمل عدسة كاميرا الفيديو أيضًا على التركيز ، ولكن بدلاً من الفيلم ، تستخدم مستشعر صورة صغير من أشباه الموصلات. يكتشف هذا المستشعر الضوء باستخدام مجموعة من ملايين الصمامات الثنائية الضوئية الدقيقة. يقيس كل واحد منهم عدد الفوتونات التي تصل إلى نقطة معينة ويترجم هذه المعلومات إلى إلكترونات (شحنات كهربائية): الصورة الأكثر إشراقًا يتم تمثيلها بشحنة أعلى ، والصورة الأكثر قتامة بواسطة شحنة أقل. مثلما يرسم الفنان مشهدًا من خلال إبراز المناطق المظلمة ذات المناطق المضيئة ، يقوم المستشعر بإنشاء فيديو عن طريق اكتشاف شدة الضوء. أثناء التشغيل ، تتحكم هذه المعلومات في سطوع بكسلات العرض.
بالطبع ، قياس التدفق الضوئي يعطي فقط صورة بالأبيض والأسود. للحصول على اللون ، لا تحتاج فقط إلى تحديد المستوى العام للإضاءة ، ولكن أيضًا تحديد مستويات كل لون. يمكن إعادة إنشاء الطيف الكامل من خلال الجمع بين 3 منهم فقط - الأحمر والأخضر والأزرق. لذلك فإن مبدأ تشغيل كاميرات الفيديو يقوم على استخدام هذه الألوان فقط.
قسمت بعض الطرز الإشارة إلى 3 إصدارات من نفس الصورة لمستويات الضوء الأحمر والأخضر والأزرق. يتم التقاط كل واحد منهم بواسطة شريحة خاصة به. ثم يتم إضافتهم معًا ويتم خلط الألوان الأساسية لإنشاء صورة ملونة كاملة.
تنتج هذه الطريقة البسيطة فيديو غنيًا وعالي الدقة.
Photodiode CCDs باهظة الثمن وتستهلك الكثير من الطاقة ، وتستخدم3 أجهزة استشعار تزيد بشكل كبير من تكاليف الإنتاج. تم تجهيز معظم كاميرات الفيديو بجهاز استشعار واحد فقط مع مرشحات ألوان دائمة للديودات الضوئية الفردية. بعضها يقيس المستويات الحمراء فقط ، والبعض الآخر يقيس المستويات الخضراء فقط ، والبقية تقيس المستويات الزرقاء. يتم توزيع الألوان بنمط شبكي (مثل مرشح Bayer) بحيث يمكن لمعالج كاميرا الفيديو الحصول على فكرة عن مستويات الألوان في جميع أجزاء الشاشة. تتطلب هذه الطريقة استيفاء البيانات التي يتلقاها كل ثنائي ضوئي من خلال تحليل المعلومات التي يتلقاها جيرانها.
تشكيل الإشارة
نظرًا لأن كاميرات الفيديو تلتقط صورًا متحركة ، فإن أجهزة الاستشعار بها قطع إضافية غير موجودة في مستشعرات الكاميرا الرقمية. لإنشاء إشارة فيديو ، يجب أن يأخذوا العديد من اللقطات كل ثانية ، والتي يتم دمجها بعد ذلك ، مما يعطي انطباعًا بالحركة.
للقيام بذلك ، تلتقط كاميرا الفيديو إطارًا وتسجله متشابكًا. خلف مستشعر الصورة توجد طبقة مستشعر أخرى. لكل مجال ، يتم نقل رسوم الفيديو إليه ثم إرسالها بالتتابع. في كاميرا الفيديو التمثيلية ، يتم إرسال هذه الإشارة إلى جهاز VCR ، الذي يسجلها (مع معلومات الألوان) على شريط فيديو في شكل نبضات مغناطيسية. أثناء قيام الطبقة الثانية بنقل البيانات ، تلتقط الطبقة الأولى الصورة التالية.
مبدأ تشغيل كاميرا الفيديو الرقمية هو نفسه بشكل أساسي ، باستثناء أنه في الخطوة الأخيرة ، يقوم المحول التناظري إلى الرقمي بتحويل الإشارة إلى بايت بيانات. تسجلها الكاميرا على وسائط ، يمكن أن تكون شريطًا مغناطيسيًا صلبًاقرص أو DVD أو ذاكرة فلاش. تخزن النماذج الرقمية المتداخلة كل إطار كحقلين بنفس طريقة النماذج التناظرية. تسجل كاميرات المسح التدريجي الفيديو إطارًا تلو الآخر.
عدسة
كما ذكرنا سابقًا ، فإن الخطوة الأولى في تسجيل صورة فيديو هي تركيز الضوء على المستشعر. مبدأ تشغيل عدسة الكاميرا على النحو التالي. لكي تلتقط الكاميرا صورة واضحة للكائن الموجود أمامها ، من الضروري تركيز البصريات ، أي تحريكها بحيث تقع الأشعة المنبعثة من الموضوع على المستشعر تمامًا. مثل الكاميرات ، تسمح لك كاميرات الفيديو بتحريك العدسة لتركيز الضوء.
ضبط تلقائي للصورة
يحتاج معظم الأشخاص إلى التحرك وتصوير أهداف مختلفة على مسافات مختلفة ، ومن الصعب للغاية إعادة التركيز البؤري باستمرار. لهذا السبب تحتوي جميع كاميرات الفيديو على جهاز تركيز تلقائي. عادة ما يكون هذا شعاع الأشعة تحت الحمراء الذي يرتد عن الأشياء في وسط الإطار ويعود إلى مستشعر الكاميرا.
لتحديد المسافة إلى الجسم ، يحسب المعالج المدة التي يستغرقها الشعاع لينعكس ويعود ، ويضرب هذه القيمة في سرعة الضوء ويقسم المنتج على اثنين (لأنه قطع المسافة مرتين - إلى الكائن والعودة). تحتوي كاميرا الفيديو على محرك صغير يحرك البصريات لتركيزها على مسافة محسوبة. عادة ما يعمل هذا بشكل جيد ، ولكن في بعض الأحيان يتعين عليك إعادة تحديد المسافة - على سبيل المثال ، عندما تريد التركيز على شيء ليس في وسط الإطار ،لأن التركيز البؤري التلقائي يستجيب لما هو أمام العدسة مباشرة.
تقريب بصري ورقمي
كاميرات الفيديو مجهزة أيضًا بعدسة تكبير. يتيح لك هذا تكبير المشهد عن طريق زيادة الطول البؤري (بين البصريات والفيلم أو المستشعر). عدسة الزوم البصري هي وحدة واحدة تسمح لك بالانتقال من تكبير إلى آخر. يشير نطاق الزوم إلى الحد الأقصى والحد الأدنى للتكبير. لتسهيل استخدام التكبير / التصغير ، تم تجهيز معظم كاميرات الفيديو بمحرك يحرك البصريات استجابة للضغط على زر على المقبض. ومن مزايا ذلك أنه يمكنك بسهولة التحكم في التكبير دون استخدام يد ثانية. بالإضافة إلى ذلك ، يقوم المحرك بتحريك العدسة بسرعة ثابتة ويكون الزوم أكثر سلاسة. ومع ذلك ، فإن المحرك يستنزف البطارية.
بعض كاميرات الفيديو لديها ما يسمى ب. تقريب رقمي. لا ينصح المستخدمون باستخدامه ، حيث إنه غير مرتبط بالعدسة على الإطلاق ، ولكنه ببساطة يوسع جزء الصورة الملتقطة بواسطة المستشعر. يتم استخدام دقة التضحيات هذه كجزء فقط من منطقة المستشعر. نتيجة لذلك ، أصبح الفيديو أقل وضوحًا.
التعرض
من الميزات الرائعة للكاميرا الضبط التلقائي لمستويات الإضاءة المختلفة. المستشعر حساس للغاية للتعرض الزائد أو المنخفض لأن نطاق الإشارات من كل ثنائي ضوئي محدود. تراقب كاميرا الفيديو مستواها وتضبط فتحة العدسة لتقليل أوزيادة تدفق الضوء من خلال العدسات. يحافظ المعالج على تباين جيد في جميع الأوقات حتى لا تبدو الصور مظلمة للغاية أو باهتة.
مبدأ تشغيل كاميرات المراقبة
مثل هذه الكاميرات ستكون مفيدة لمن يريدون معرفة ما يحدث أثناء غيابهم. قد تنشأ الحاجة إليها لأسباب مختلفة. على سبيل المثال ، قد يرغب الآباء في مشاهدة طفل نائم وتقليل مخاطر السقوط الخطير من سرير الأطفال. وستتيح لك الكاميرات الموجودة في المنزل رؤية الناس يأتون إلى الباب الأمامي وربما تساعدك في العثور على السارق.
يتم نقل إخراج الكاميرا ومعالجتها وتحويلها مرة أخرى إلى صورة وتسجيلها إذا لزم الأمر. يمكن نقل الفيديو عبر كبل متحد المحور أو زوج مجدول ، وكذلك عبر شبكة لاسلكية. تتم معالجة الإشارات في مسجل فيديو أو خادم أو كمبيوتر شخصي باستخدام بطاقة التقاط الفيديو. يتم عرض الصورة على الشاشة
مبدأ تشغيل كاميرات المراقبة الخارجية هو تركيبها على البوابات والمباني والمنشآت الأخرى من أجل مراقبة ما يحدث في الوقت الفعلي. كقاعدة عامة ، هذه أجهزة كبيرة وواضحة ، ويوضح مشهدها للغرباء أنهم تحت المراقبة.
يعتمد مبدأ تشغيل كاميرات الفيديو اللاسلكية على بث الصور عبر شبكة لاسلكية. ومع ذلك ، فإن الأجهزة الأخرى مثل أجهزة توجيه Wi-Fi والهواتف المحمولة قادرة على مقاطعة إشاراتها. بالإضافة إلى ذلك ، قد يتم اعتراض الإرسال اللاسلكي ، والذييتعارض مع الأهداف الأمنية. لذلك ينصح المستخدمون بالتأكد من أن الإشارة مشفرة بشكل آمن.
يعتمد مبدأ تشغيل الكاميرات المخفية على استخدام عدسات من النوع النقطي مع فتحة خروج بعدة مليمترات وزاوية رؤية واسعة. هذا يسمح لك بتثبيتها في الأجهزة المنزلية والأدوات الداخلية.
نصائح لاختيار التنسيقات التناظرية
الكاميرات التناظرية تسجل الفيديو والصوت كمسار شريط تناظري. لا ينصح الخبراء باستخدامها ، لأنه عند النسخ ، تنخفض جودة الصورة والصوت حتمًا. بالإضافة إلى ذلك ، تفتقر التنسيقات التناظرية إلى عدد من ميزات كاميرا الفيديو الرقمية. الاختلاف الرئيسي بين الاثنين هو نوع الكاسيت ودقة الوضوح. التنسيقات الرئيسية لكاميرات الفيديو التناظرية هي:
- معيار VHS. يستخدم هذا النوع من الكاميرات نفس الشريط المغناطيسي مثل أجهزة VCR التقليدية. هذا يجعل من السهل عرض اللقطات. هذه الكاسيتات غير مكلفة وتوفر أوقات تسجيل طويلة. العيب الرئيسي في تنسيق VHS هو الحاجة إلى تصميم كاميرا فيديو ضخم. الدقة 230-250 خط أفقي ، وهو الحد الأدنى لهذا النوع من الأجهزة.
- تستخدم كاميرات VHS-C شريط VHS القياسي ولكن في شريط أكثر إحكاما. يمكن تشغيل التسجيل على جهاز VCR عادي ، لكنه يتطلب محولاً بالحجم الكامل. من حيث المبدأ ، يشبه تشغيل كاميرا الفيديو VHS-C تشغيل VHS. يسمح حجم الكاسيت الأصغرإنشاء هياكل أكثر إحكاما ، ولكن يتم تقليل وقت التسجيل إلى 30-45 دقيقة.
- كاميرات Super VHS بنفس حجم VHS تقريبًا لأنها تستخدم نفس خراطيش التنسيق. الفرق هو أن دقة الكتابة هي 380-400 سطر. لا يمكن تشغيل هذه الأشرطة على جهاز VCR ، ولكن يمكن توصيل الكاميرا نفسها مباشرة بجهاز تلفزيون.
- يتوافق Super VHS-C مع معيار VHS ولكنه إصدار أكثر إحكاما باستخدام خرطوشة أصغر.
- تتميز كاميرات الفيديو مقاس 8 مم أيضًا بأشرطة كاسيت صغيرة. يتيح ذلك إنتاج نماذج أصغر تقدم دقة تطابق معيار VHS مع جودة صوت أفضل قليلاً. مدة التسجيل - حوالي ساعتين.
- معيار Hi-8 مشابه لـ 8mm ولكنه يوفر دقة أعلى بكثير ، حوالي 400 سطر.
نصائح لاختيار التنسيقات الرقمية
يختلف مبدأ تشغيل كاميرات الفيديو الرقمية عن نظيرتها في أن المعلومات الموجودة بها يتم تسجيلها في شكل رقمي ، بحيث يتم إعادة إنتاج الصورة دون فقدان الجودة. يمكن تنزيل مثل هذا الفيديو على جهاز كمبيوتر ، حيث يمكن تحريره أو نشره على الإنترنت. لديها دقة أفضل بكثير. تستخدم التنسيقات التالية على نطاق واسع:
- تتميز MiniDV بأشرطة كاسيت مدمجة تحتوي على 60-90 دقيقة من اللقطات عند 500 سطر. هذا النوع من الكاميرا خفيف للغاية ومضغوط. التقاط الصور الثابتة ممكن.
- تنسيق Sony MicroMVيعمل بنفس الطريقة ولكنه يستخدم أشرطة أصغر.
- Digital8 يستخدم شريط قياسي Hi-8mm لمدة 60 دقيقة من التسجيل. عادة ما تكون النماذج من هذا النوع أكبر قليلاً من DV.
- تقوم كاميرات DVD بحفظ الفيديو مباشرة على أقراص بصرية صغيرة. الميزة الرئيسية لهذا التنسيق هي أنه يتم تسجيل كل جلسة كمسار منفصل. بدلاً من الترجيع والتقديم السريع ، يمكنك الانتقال مباشرةً إلى الجزء المطلوب من الفيديو. بخلاف ذلك ، تعد كاميرات الفيديو DVD قريبة جدًا من طرازات MiniDV ، ولكن يمكنها تخزين المزيد من مقاطع الفيديو من 30 دقيقة إلى ساعتين.
- DVD-R و DVD-RAM 3/4 حجم أقراص DVD. الجانب السلبي هو أنه لا يمكنك الكتابة إليهم إلا مرة واحدة. لا يمكن تشغيلها على مشغلات DVD التقليدية. مثل أشرطة MiniDV ، تحتاج إما إلى استخدام الكاميرا كلاعب أو نسخ الفيلم إلى تنسيق آخر.
- بطاقة الذاكرة هي الطريقة الأكثر شيوعًا لتسجيل الفيديو. يتم حفظ المقاطع مباشرة في بطاقات الحالة الصلبة مثل ذاكرة الفلاش أو Memory Stick أو SD.
في الختام
اليوم ، يمكن للجميع شراء كاميرا غير مكلفة ، وبرامج التحرير تبسط عملية التحرير لدرجة يمكن للجميع إتقانها بسرعة.
حتى النماذج التناظرية منخفضة الجودة لديها العديد من الميزات المفيدة التي يسهل تعلمها وصنع أفلام عالية الجودة. التكنولوجيا التي كانت في يوم من الأيام المجال الحصري للتلفزيون المحترف متاحة الآن للهواة. من المؤكد أن أحدث كاميرات الفيديو لديها الكثير لتقدمه ولأولئك الذين يريدون التقاط عيد ميلاد أوالحفلة الموسيقية وبدء مشاريع الفيديو الطموحة
